TROUS NOIRS

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Physique des trous noirs

Les propriétés physiques des trous noirs sont si déroutantes qu'elles ont longtemps nui à leur crédibilité. En réalité, elles découlent des lois de la relativité générale poussées à la limite des champs gravitationnels très forts, avec pour conséquence les distorsions les plus spectaculaires de l’espace-temps.

Ainsi, à proximité d'un trou noir, l'espace est fortement déformé. Un astronaute qui s'aventurerait à proximité d’un trou noir stellaire verrait son corps étiré comme un spaghetti du fait des forces différentielles de gravitation (ses pieds subissant une force d’attraction beaucoup plus forte que sa tête). Mais l’intensité de ces forces dites « de marée » dépend de la masse du trou noir . Très grandes pour un trou noir de type stellaire au point de rendre impossible son approche par un astronaute ou un vaisseau spatial (qui serait immanquablement détruit), ces forces de marée sont négligeables à la surface d’un trou noir supermassif, qui pourrait donc être franchie sans encombre.

Corrélativement à l’étirement de l’espace, le temps est fortement dilaté. Un observateur extérieur au trou noir qui regarderait l'astronaute au télescope ne le verrait jamais plonger dans le trou noir, mais aurait l'impression qu'il ralentit de plus en plus – alors qu‘il s’agirait précisément du contraire : il accélérerait frénétiquement. Pour l'astronaute (qui aurait résisté aux forces de marée, en choisissant d'explorer un trou noir supermassif plutôt qu'un trou noir stellaire…), le temps s'écoulerait normalement et il se verrait tomber vers l'horizon des événements en un temps fini. Mais il y plongerait tellement vite que sa vitesse tendrait vers celle de la lumière, de sorte que, en vertu des lois de la relativité générale, chaque image de son voyage mettrait un temps de plus en plus long pour parvenir à l'extérieur. À la limite, lorsqu'il atteindrait la surface du trou noir, sa vitesse atteindrait celle de la lumière, et son image mettrait un temps infini à sortir. L'astronaute paraîtrait gelé à jamais dans son [...]

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Puits gravitationnel créé par un trou noir

Puits gravitationnel créé par un trou noir
Crédits : J.-P. Luminet

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Formation de trous noirs stellaires et sursauts gamma

Formation de trous noirs stellaires et sursauts gamma
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Galaxie NGC 1277

Galaxie NGC 1277
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Théorème de calvitie

Théorème de calvitie
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Jean-Pierre LUMINET, « TROUS NOIRS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/trous-noirs/